题目

高炉炼铁是冶炼铁的主要方法，发生的主要反应为：

Fe2O3（s）+3CO（g）⇌2Fe（s）+3CO2（g）△H=a kJ•mol-1

（1）已知：①Fe2O3（s）+3C（石墨）=2Fe（s）+3CO（g）△H1=+489.0kJ•mol-1

②C（石墨）+CO2（g）=2CO（g）△H2=+172.5kJ•mol-1则a=______kJ•mol-1．

（2）冶炼铁反应的平衡常数表达式K=______，温度升高后，K值______（填“增大”、“不变”或“减小”）．

（3）在T℃时，该反应的平衡常数K=64，在 2L恒容密闭容器甲和乙中，分别按下表所示加入物质，反应经过一段时间后达到平衡．

 

①甲容器中CO的平衡转化率为______．

②下列说法正确的是______（填字母）．

a．若容器内气体密度恒定时，标志反应达到平衡状态

b．增加Fe2O3可以提高CO的转化率

c．甲容器中CO的平衡转化率大于乙的平衡转化率

d．甲、乙容器中，CO的平衡浓度之比为2：3

（4）采取一定措施可防止钢铁腐蚀．下列装置中的烧杯里均盛有等浓度、等体积的NaCl溶液．

①在abc装置中能保护铁的是______（填字母）

②若用d装置保护铁，X极的电极材料应是______（填名称）

（5）25℃时有关物质的溶度积如下：Ksp[Mg（OH）2]=5.61×10-12，Ksp[Fe（OH）3]=2.64×10-39

25℃时，向含有Mg2+，Fe3+的溶液中滴加NaOH溶液，当两种沉淀共存且溶液的pH=8时，c（Mg2+）：c（Fe3+）=______．

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2021-03-03 14:45

优质解答

答案

（1）-28.5

（2）；减小；

（3）① 60%  ② ad

（4）①bc  ② 锌 

（5）2.215×1021

解析

（1）：①Fe2O3（s）+3C（石墨）=2Fe（s）+3CO（g）△H1=+489.0kJmol-1

②C（石墨）+CO2（g）=2CO（g）△H2=+172.5kJmol-1

依据盖斯定律①-②×3得到

Fe2O3（s）+3CO（g）⇌2Fe（s）+3CO2（g）△H=-28.5kJmol-1

a=-28.5；

故答案为：-28.5；

（2）Fe2O3（s）+3CO（g）⇌2Fe（s）+3CO2（g）△H=-28.5kJmol-1

平衡常数K=；反应是放热反应，升温平衡逆向进行，平衡常数减小；

故答案为：；减小；

（3）①在T℃时，该反应的平衡常数K=64，在2L恒容密闭容器甲中，加入物质反应达到平衡，设消耗一氧化碳物质的量为x

           Fe2O3（s）+3CO（g）⇌2Fe（s）+3CO2（g）

起始量（mol） 1         1        1        1

变化量（mol）           x                 x

平衡量（mol）           1-x              1+x

平衡常数K===64，计算得到x=0.6

转化率=60%；

故答案为：60%；

②Fe2O3（s）+3CO（g）⇌2Fe（s）+3CO2（g）△H=-28.5kJmol-1

a．反应前后气体质量变化，体积不变，若容器内气体密度恒定时，标志反应达到平衡状态，故a正确；

b．固体量增加不影响化学平衡，增加Fe2O3不能提高CO的转化率，故b错误；

c．乙容器中一氧化碳增加，根据平衡常数计算可知，乙的转化率为70%，所以甲容器中CO的平衡转化率小于乙的转化率，故c错误；

d．甲容器中平衡一氧化碳物质的量为0.4mol；乙容器中结合平衡常数计算得到消耗一氧化碳为1.4mol，平衡物质的量为0.6mol，甲和乙容器中CO的平衡浓度之比为0.4+0.6=2：3；故d正确；

故答案为：ad；

（4）①装置中原电池的正极和电解池的阴极可以得到保护；

故答案为：bc；

②装置为原电池，若用d装置保护铁，X极的电极材料应比铁活泼可以选择锌；

故答案为：锌；

（5）根据氢氧化镁和氢氧化铁的溶解平衡以及溶度积表达式，则当两种沉淀共存且溶液的pH=8时，

c（Mg2+）==═5.61mol/L，

c（Fe3+）===2.64×10-21mol/L，

所以 c（Mg2+）：c（Fe3+）=5.61：2：64×10-21=2.215×1021；

故答案为：2.215×1021．